一種高輸出電壓的壓電陶瓷驅(qū)動電源的研究

摘 要:壓電陶瓷驅(qū)動電源是壓電陶瓷微位移器應(yīng)用中的關(guān)鍵部件。PA85A是一種高壓、高精度的MOSFET運算放大器。本文提出了一種基于PA85A的單端供電的新型壓電陶瓷驅(qū)動電源，介紹了該電源設(shè)計原理并對其性能進(jìn)行了分析和測試。該電源具有集成度高，響應(yīng)速度快，驅(qū)動力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，輸出電壓高達(dá)(396.8V)的特性，能有效用于光纖光柵傳感系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞:壓電陶瓷 單端供電 驅(qū)動電源

中圖分類號:T721文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0002-01

壓電陶瓷具有體積小、分辨率高、響應(yīng)快、推力大等一系列優(yōu)點，用它制成的壓電驅(qū)動器廣泛應(yīng)用于微位移輸出裝置、力發(fā)生裝置、微型機(jī)器人、光學(xué)掃描器等領(lǐng)域。壓電陶瓷的使用要有好的相應(yīng)驅(qū)動電源，因此，壓電陶瓷的驅(qū)動電源技術(shù)已成為當(dāng)前的研究熱點[1]。

1 驅(qū)動電源組成

從原理上講，主要有電壓驅(qū)動型和電荷驅(qū)動型兩種。其中電壓控制型驅(qū)動電源主要有基于直流變換器原理的開關(guān)式驅(qū)動電源和直流放大式電源兩種形式，一種是基于直流變換原理開關(guān)式驅(qū)動電源，這種方法的功率損耗小、效率高、體積小，但高頻干擾較大，電源輸出紋波較大，頻響范圍較窄。另一種是直流放大式驅(qū)動電源。這種電源輸出紋波小，頻響范圍較寬，目前高壓運放技術(shù)日趨完善。本文電源采用直流放大式電路。微處理器通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 產(chǎn)生波形信號，經(jīng)運算放大電路和由PA85A組成的功率放大電路實現(xiàn)信號的放大。

驅(qū)動電源具體要求為:

(1)輸出電壓0～396.8V連續(xù)可調(diào)。……